中科院通过模拟叶片结构 实现高效光催化生产过氧化氢

近日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室的刘健研究团队与澳大利亚昆士兰大学的张西旺教授联手，在人工光合成过氧化氢领域取得了重大突破。他们通过模拟植物叶片的气孔结构，成功提高了催化剂在光催化生产过氧化氢方面的性能，实现了太阳能到化学能转化率的显著提升，达到了惊人的1.23%。

人工光合作用具有将地球丰富资源转化为必需物质的潜力，近年来，光催化合成过氧化氢已成为研究的热点。过氧化氢作为一种重要的氧化剂和新兴的能源燃料，具有广泛的应用领域。当前光催化生产过氧化氢的效率仍然面临挑战。

在这一重要进展中，研究团队采取了一种创新的策略，即在还原氧化石墨烯表面生长二维的介孔间苯二酚-甲醛树脂，形成了独特的三明治结构。这种结构中的介孔通道仿佛植物叶片的气孔，能够有效提升材料的传质能力。通过增强材料的电子传递和传质能力，研究团队极大地促进了光催化剂的性能。在模拟的太阳光下，他们实现了高达1.23%的太阳能到化学能的转化效率，这是目前粉末催化剂光催化过氧化氢生产领域的最高纪录。

刘健团队长期致力于酚醛树脂纳米材料的合成策略创新及功能化研究，已经取得了一系列令人瞩目的成果。他们发展的Stöber法合成单分散的酚醛树脂微球以及一系列具有可控孔径和粒度的多孔微球等研究成果已经在多个知名学术期刊上发表。

这项重大的研究成果已经以《先进功能材料》期刊上发表的一篇题为“异常优异的光催化过氧化氢生产：介孔通道夹层的石墨烯酚醛树脂纳米片”的文章为载进行展示。这项研究得到了国家自然科学基金等的鼎力支持，标志着我国在人工光合成过氧化氢领域取得了重大进展，对于推动可持续发展具有重要意义。